Pharmazeutika schneller testen

Holographische Mikroskopie plus optische Pinzette

Für bessere Medikamente untersuchen Forscher neue Wirkstoffe an biologischen Zellen. Die Kombination von zwei Mikroskopieverfahren kann den Zeitaufwand um 50 bis 80 Prozent reduzieren, weil dadurch deutlich weniger Messungen als bisher nötig sind.

Um effizient und verlässlich prüfen zu können, wie die Zellen auf chemische Substanzen reagieren, müssen diese einzeln in kleinen Haltestrukturen eines Mikrofluidik-Chips sitzen - also jede Zelle in einem eigenen Hohlraum. Auf diese Weise können sie sich gegenseitig nicht beeinflussen. Zudem sollten sie möglichst gleich groß sein, damit man ihre Reaktionen auf den Wirkstoff vergleichen kann.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen kombinieren die digital-holographische Mikroskopie mit einer optischen Pinzette. Deren Funktionsweise basiert auf einem Laserstrahl, der durch seinen Strahldruck eine Zelle festhalten oder auch transportieren kann. So lassen sich ausgesuchte Zellen greifen, einzeln in Mikrostrukturen positionieren und dauerhaft dort festhalten.

Die Kombination dieser beiden Methoden vereinfacht nicht nur die bisherigen Untersuchungen, sondern erlaubt auch neue. So ermöglicht sie es etwa, die Zellen in bestimmten Abständen voneinander zu positionieren und somit verschiedene Muster anzulegen. Auf diese Art und Weise lassen sich Interaktionen zwischen den Zellen untersuchen, da sie einen festen Abstand zueinander haben. Ein Beispiel ist die Apoptose, der plötzliche Zelltod. Denn stirbt eine Zelle durch die Apoptose, sondert sie Substanzen ab, die andere Zellen beeinflussen. Wie groß ist der Einflussradius? Diese Frage können die Forscher nun gezielt beantworten. Zudem sind sie in der Lage, Zellen, die sie nicht untersuchen wollen, mit dem Laser zu zerstören.

Einen Prototyp des Geräts gibt es bereits. Es besteht aus zwei Modulen: der optischen Pinzette und einem digital-holographischen Mikroskop. Erste Messreihen haben die Forscher erfolgreich damit durchgeführt.

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